(57)【要約】【課題】  溶接鉄筋継部の超音波探傷において、探傷死角をなくす。【解決手段】  対向位置に、全長に亘ってリブ11、12を形成した鉄筋１、1aどうしの溶接継手部２より片側の鉄筋１のリブ11、12上に、一対の超音波探触子４、4aを置き、一方の探触子４をリブ11の方向にスライドさせつつ、一方の探触子から発信された超音波を溶接継手部２の欠陥で反射させて他方の探触子で受信することによって溶接継手部２の探傷を行なう探傷方法において、一方の探触子４はリブ11上をスライドさせつつ、他方の探触子4aは定位置にて、両探触子４、4aを、鉄筋１の中心及び２つのリブ11、12の頂部を通る仮想面Ｆ１と直交する面Ｆ２内で揺動させて探傷領域を拡げる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径線上の対向位置に、全長に亘ってリブ(11)(12)を形成した鉄筋(１)(1a)どうしの溶接継手部(２)より片側の鉄筋(１)のリブ(11)(12)上に、一対の超音波探触子(４)(4a)を、夫々超音波送受信部を溶接継手部(２)に向けて置き、一方の探触子(４)をリブ(11)の方向にスライドさせつつ、一方の探触子から発信された超音波を溶接継手部(２)の欠陥で反射させて他方の探触子で受信することによって溶接継手部(２)の探傷を行なう探傷方法において、一方の探触子(４)はリブ(11)上をスライドさせつつ、他方の探触子(4a)は定位置にて、両探触子(４)(4a)を、鉄筋(１)の中心及び２つのリブ(11)(12)の頂部を通る仮想面Ｆ１と直交する面Ｆ２内で揺動させて探傷領域を拡げることを特徴とする鉄筋溶接継手部の超音波探傷方法。
【請求項２】
溶接継手部(２)から距離が異なる複数箇所を定点とし、一方の探触子(4a)は定点上で、他方の探触子(４)はリブ(11)上をスライドさせつつ、両探触子(４)(4a)を揺動させて１つの定点について探傷を行ない、残りの定点についても同様にして順次探傷を行なう請求項１に記載の鉄筋溶接継手部の超音波探傷方法。
【請求項３】
溶接継手部(２)には、溶接金属の溶け落ちを防止するために鉄筋の開先(21)に施された裏当て金(３)が固着しており、該裏当て金(３)は、探触子(４)(4a)を溶接継手部(２)に近接させることが可能な形状に形成されている請求項１又は２に記載の鉄筋溶接継手部の超音波探傷方法。
【請求項４】
探触子(４)(4a)の鉄筋リブ(11)(12)に接する面(42)は、探触子(４)(4a)を揺動させる仮想面Ｆ２と平行なフラット面である請求項１乃至３の何れかに記載の鉄筋溶接継手部の超音波探傷方法。
【請求項５】
溶接継手部(２)から片側の鉄筋(１)上で超音波探傷を行ってから、他方の鉄筋(1a)上でも超音波探傷を行なう請求項１乃至４の何れかに記載の鉄筋溶接継手部の超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋溶接継手部の溶接欠陥を、超音波で探傷する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート用異形棒鋼(以下、単に「鉄筋」と呼ぶ)の溶接継手部の超音波探傷試験は、ＪＩＳ Ｚ ３０６２に規定されている「鉄筋のガス圧接部の超音波探傷試験法」に準じて実施されている。
この超音波探傷試験は、斜角２探触子法のＫ走査によって行なわれる。
斜角２探触子法のＫ走査とは、図７、図８に示す如く、鉄筋(１)の外周面に、直径線に対向して全長に亘って形成されている２条のリブ(11)(12)上に、一対の探触子(４)(4a)を配備して行なう。
一方のリブ(12)上の探触子(4a)は、リブ(12)上に設定した複数の定点の内、１つの定点Ｐ１上に置き、他方の探触子(４)は、リブ(11)上をスライドさせる。
【０００３】
図９に示す如く、探触子(４)(4a)は、リブ(11)(12)と接する部分に合成樹脂製のシュー(41)が被覆され、該シューにはリブ(11)(12)に対応して溝(43)が形成されている。シュー(41)の溝底をリブ(11)に当てて、溝(43)を案内としてリブ(11)に沿って真直ぐに探触子(４)をスライドさせることができる。
一方の探触子から発した超音波は、溶接継手部(２)に欠陥があった場合に、該欠陥に当たって反射して他方の探触子で受信される。
定点側の探触子(4a)を、順次残りの定点Ｐ２、Ｐ３に移動させ、夫々の定点で、上記同様にして探傷検査を行なう。
【非特許文献１】ＪＩＳ便覧  (ＪＩＳ Ｚ ３０６２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如く、リブ(11)に沿って真直ぐに探触子(４)をスライドさせると、図８の一点鎖線で示す溶接継手部(２)の探傷領域(22)は、鉄筋(１)の軸心及び２つのリブ(11)(12)の頂部を通る仮想面Ｆ１を幅中心として、探触子(４)(4a)の超音波送受信幅の領域に限られる。
この種探傷で用いられる探触子(４)(4a)の超音波送受信の幅は５mm程度の狭幅である。又、溶接金属の溶け落ちを防止する裏当て金(30)は、長さ約５０mm、幅約４５mmの矩形の鉄板を、幅方向に半円状に彎曲させて形成されており、裏当て金(30)が邪魔になって、定位置の探触子(4a)を溶接継手部(４)から２０mm程度以上には接近させることができなかった。
上記のことから、図８に二点鎖線で示す如く、溶接継手部(２)の探傷可能領域は略長方形状となり、該領域より外側は探傷死角となる問題があった。
本発明は、上記問題を解決できる鉄筋溶接継手部の探傷方法を明らかにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、直径線上の対向位置に、全長に亘ってリブ(11)(12)を形成した鉄筋(１)(1a)どうしの溶接継手部(２)より片側の鉄筋(１)の２つのリブ(11)(12)上に、一対の超音波探触子(４)(4a)を、夫々超音波送受信部を溶接継手部(２)に向けて置き、一方の探触子(４)をリブ(11)の方向にスライドさせつつ、２つの探触子(４)(4a)の内、一方の探触子から発信された超音波を溶接継手部(２)の欠陥で反射させて他方の探触子で受信することによって溶接継手部(２)の探傷を行なう探傷方法において、一方の探触子(４)はリブ(11)上をスライドさせつつ、他方の探触子(4a)は定位置にて、両探触子(４)(4a)を、鉄筋(１)の中心及び２つのリブ(11)(12)の頂部を通る仮想面Ｆ１と直交する面Ｆ２内で揺動させて探傷領域を拡げることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
鉄筋(１)の中心及び２つのリブ(11)(12)の頂部を通る仮想面Ｆ１と直交する２つの面Ｆ２、Ｆ２内で、両探触子(４)(4a)を同じ方向に揺動させつつ、一方の探触子(４)はリブ(11)上をスライドさせる。両探触子(４)(4a)の揺動により、超音波の送受信領域幅を拡げることができ、溶接継手部(２)の断面の全領域の探傷が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
鉄筋、溶接継手部及び裏当て金
図１は、鉄筋(１)の溶接継手部(２)近傍を示している。
鉄筋は、直径線上の対向位置に、全長に亘ってリブ(11)(12)を形成し、リブ(12)(12)間に跨って軸方向に略等間隔に節(13)(13)を突設している。節(13)は断面略三角形である。
溶接継手部(２)は、両鉄筋(１)(1a)の端部間に跨がり、溶接開先(21)の略半周を囲む様に円弧状の裏当て金(３)を当て、この状態で開先(21)をガスシールドアーク溶接して形成されている。
裏当て金(３)によって溶接金属の垂れ落ちは防止され、開先(21)に溶接金属が充満して固化している。
溶接金属の溶け落ち防止のためには、裏当て金(３)の幅長さは開先幅より大であることが必要であるが、探傷死角を無くすためには、探触子(４)(4a)を溶接継手部(２)から５mm程度まで近接させる必要があり、このためには、裏当て金(３)は可及的に幅狭であることが望ましい。
【０００８】
実施例の裏当て金(３)は、円弧状の幅狭の裏当て金本体(31)と、該本体の円弧に沿う両側縁から一体に腕片(32)(32)を突設して形成されている。
腕片(32)は、図６に示す如く、鉄筋(１)(1a)の節(13)(13)に乗り上げて、鉄筋(１)(1a)の軸心と平行になる様に、即ち、裏当て金本体(31)が開先(21)に対して傾くことを防止するためのものである。  裏当て金本体(31)の端部が鉄筋(１)(1a)に溶接によって仮付けされる。
実施例の裏当て金本体(31)は、鉄筋(１)の開先(21)幅に約９mmを加えた幅長さである。  裏当て金(３)の腕片(32)は、鉄筋リブ(11)(12)探触子(４)(4a)を裏当て金本体(31)の端縁に当てることが可能な様に、鉄筋リブ(11)(12)上の探触子(４)(4a)の移行路から外れる位置にセットされる。
裏当て金本体(31)の幅中心は開先(21)幅の中心にほぼ一致しており、鉄筋(１)に裏当て金(３)を仮付けすれば、リブ(11)(12)上をスライドさせて探触子(４)(4a)を開先から４.５mmまで接近させることができる。
【０００９】
探触子
図１には、溶接継手部(２)から片側の鉄筋(１)上に、一対の探触子(４)(4a)を配備した状態が示されている。
探触子(４)(4a)は夫々超音波の発信と受信ができるものであって、後記の如く、一方の探触子(4a)をリブ(12)上に設定した複数の定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の内、１つの定点上に置く。他方の探触子(４)は他方のリブ(11)上に置く。
探触子(４)(4a)は、５Ｚ５×５Ａ７０とし、性能はＪＩＳ Ｚ ３０６２の付属書３による。該接触子は、鉄筋(１)の軸心に直交する面に対して屈折角７０°の角度で、５mm×５mm角の範囲で超音波の送受信が出来る機能を有している。
鉄筋の溶接継手部(２)の超音波探傷で用いる従来の探触子には、図９に示し前記の如く、鉄筋リブ(11)(12)と接する合成樹脂製のシュー(41)に、リブ(11)(12)が嵌まる溝(43)が形成されていたが、本発明では、図３に示す如く、シュー(41)の鉄筋リブ(11)(12)との接触面(42)はフラット面である。
【００１０】
鉄筋リブ(12)上の複数の定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の内、第１定点Ｐ１は、探触子(4a)が裏当て金本体(31)の端縁に接する位置、第２定点Ｐ２以下は、第１定点Ｐ１から１０mmづつ順に遠ざかる位置とする。最後の定点は、鉄筋(１)の両リブ(11)(12)の頂部間の距離をＤとすると、前記裏当て金本体(31)の端部から２.５Ｄ離れた位置とする。
【００１１】
２つの探触子(４)(4a)は、探傷装置(図示せず)に連繋される。
探傷装置は、一方の探触子から発せらた超音波が、溶接継手部(２)に欠陥があった場合に、該欠陥に反射して他方の探触子で受信されたエコーのパルスレベルから、溶接継手部の合否の判定を行ない、不合格レベル以上であれば音等で警告する公知の装置である。
【００１２】
探傷の手順
探傷の手順は，
i)  透過走査による基準レベルの設定
ii)  ２探触子Ｋ走査＋揺動による探傷
iii)  合否判定
の３つである。
【００１３】
(１)  基準レベルの設定
1)  図６において、Ｙ≒Ｄ・ｔａｎθ１から探触子(４)(4a)間距離Ｙを導く。θ１は屈折角で７０°±２°である。
2)  ２つの探触子を、1)で求めた探触子間距離Ｙだけ離して、鉄筋リブ(11)(12)上に置く。鉄筋リブ(11)(12)には探触子(４)(4a)の近傍に接触媒質(図示せず)を塗布する。接触媒質は、探触子(４)(4a)と鉄筋リブ(11)(12)との間に隙間が生じることを防止するものであって、実施例の接触媒質は、濃度７５％以上のグリセリン水溶液である。
3)  探触子(11)(12)を多少前後に走査させて透過パルスが最大となるところを探す。透過パルスの最大値が基準レベルである。
【００１４】
(２)  ２探触子(４)(4a)Ｋ走査＋揺動による探傷
1)  溶接継手部(２)の両側のリブ(11)(12)上に、溶接継手部(２)から約２.５Ｄの範囲に亘って、さび等を除去して前記同様の接触媒質を塗布する。
2)  一方の手に持った探触子(4a)を鉄筋リブ(12)上の第１定点Ｐ１上に置く。この探触子(4a)を定位置探触子(4a)と呼ぶ。他方の手に持った探触子(４)を他方のリブ(11)の、裏当て金本体(31)から２.５Ｄ離れた位置に置く。この探触子(４)をスライド探触子と呼ぶ。
3)  定位置探触子(4a)から超音波を発する。スライド探触子(４)は超音波受信側となる。
スライド探触子(４)を溶接継手部(２)側へスライドさせる。このとき、スライド探触子(４)(4a)はスライドさせながら、定位置探触子(４)(4a)は定位置のまま、２つの探触子(４)(4a)を、鉄筋(１)の中心及び２つのリブ(11)(12)の頂部を通る仮想面Ｆ１と直交する２つの面Ｆ２、Ｆ２内で、同じ方向に揺動(首振り又は回動とも表現できる)させる。揺動角度は、超音波の送受信領域が、溶接継手部(２)の軸心と直交する断面をカバーできればよい。
探触子(４)(4a)の鉄筋リブ(11)(12)との接触面はフラット面であるから、上記の如く、鉄筋リブ(11)(12)上で探触子(４)(4a)をスムーズに揺動させることができ、又、揺動させてもシュー(41)と鉄筋リブ(11)(12)に隙間は生じない。
図９に示す従来の探触子(４)(4a)の様に、シュー(41)に鉄筋突条(11)(12)に対応する溝(43)が形成されている場合、上記の様に、鉄筋突条(11)(12)上で、探触子(４)(4a)を揺動させ様としても、溝(43)に突条が引っ掛かってスムーズに揺動させることが出来ない。又、揺動させたときに、溝(43)によってシュー(41)と突条との間に隙間が生じて、その部分で超音波を反射してしまい、正しい探傷ができない。
図５に示す如く、鉄筋コンクリート用の一般的な太さの鉄筋であれば、探触子(４)(4a)の揺動角度θ２は、前記２つのリブ(11)(12)の頂部を通る仮想面Ｆ１に対して片側３０°以内とする。３０°を越えると、超音波が鉄筋の節(13)の斜面に反射して欠陥と認識する場合が生じる。
前後走査のスピードは速すぎてはいけない。毎秒60mm以下が適当である。
溶接継手部(２)に欠陥がなけば、超音波は溶接継手部(２)を素通りしてしまい、受信側の探触子(４)(4a)は反応しない。
溶接継手部(２)に欠陥があった場合、該欠陥で超音波が反射し、受信側探触子がキャッチする(反射した超音波を「エコー」と呼ぶ)。エコーのパルス高さが最大となるところを探す。
4)  第１定点Ｐ１についての検査が終わると、定位置探触子(4a)を第２定点Ｐ２上に移し、上記同様にして検査を行なう。第３定点Ｐ３以下についても、順次上記同様の検査を行なう。
溶接継手部(２)に欠陥があれば、超音波は該欠陥で反射して受信側探触子(４)(4a)で受けることができる。
5)  上記2)〜3)の操作を、溶接継手部(２)の反対側鉄筋(１)のリブ(11)(12)上でも行う。
【００１５】
(３)  合否判定
上記(２)で求めた、溶接継手部(２)の欠陥で反射したエコーのパルス高さが、予め定められている合否判定レベルに対して、未満であれば合格、以上であれば不合格とする。溶接継手に対して少なくとも一方の鉄筋(１)上での不合格判定レベル以上のパルス高さが検出されれば、その溶接継手部(２)は不合格である。溶接継手部(２)の両側の鉄筋(１)上でのエコーのパルス高さが合格判定レベル未満の場合に、その継手部は合格となる。
実施例の探傷装置は、前記の如く、不合格レベル以上であれば音等で警告する。
【００１６】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【００１７】
例えば、スライド探触子(４)から超音波を発し、定位置探触子(4a)でエコーをキャッチすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】探傷開始時の探触子の位置を示す説明図である。
【図２】本発明で用いた裏当て金の斜面図である。
【図３】本発明で用いた探触子の斜面図である。
【図４】図１Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】探触子の揺動の説明図である。
【図６】超音波の透過パルスの最大値を計測する説明図である。
【図７】従来の２探触子Ｋ走査法の説明図である。
【図８】図７Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】従来の探触子の斜面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  鉄筋
11  リブ
12  リブ
２  溶接継手部
４  探触子
4a  探触子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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